Център на налягането на крилотосе нарича точката на пресичане на резултантните аеродинамични сили с хордата на крилото.
Позицията на центъра на натиск се определя от неговата координата X г - разстоянието от предния ръб на крилото, което може да бъде изразено във фракции на хорда
Посока на силата Р определя се от ъгъла , образуван с посоката на необезпокоявания въздушен поток (фиг. 59, а). От фигурата става ясно, че
Къде ДО - аеродинамично качество на профила.
ориз. 59 Центърът на натиск на крилото и промяната в позицията му в зависимост от ъгъла на атака
Положението на центъра на натиска зависи от формата на профила и ъгъла на атака. На фиг. 59, b показва как се променя положението на центъра на налягането в зависимост от ъгъла на атака за профилите на самолетите Як 52 и Як-55, крива 1 - за самолет Як-55, крива 2 - за самолет Як-52.
От графиката става ясно, че позицията CDкогато ъгълът на атака на симетричния профил на самолета Як-55 се промени, той остава непроменен и се намира приблизително на 1/4 от разстоянието от носа на хордата.
Таблица 2
Когато ъгълът на атака се промени, разпределението на налягането по профила на крилото се променя и следователно центърът на налягането се премества по хордата (за асиметричен профил на самолет Як-52), както е показано на фиг. 60. Например при отрицателен ъгъл на атака на самолет Як 52, приблизително равен на -4°, силите на натиск в носовата и опашната част на профила са насочени в противоположни посоки и са равни. Този ъгъл на атака се нарича ъгъл на атака при нулево повдигане.
ориз. 60 Преместване на центъра на натиск на крилото на самолет Як-52 при промяна на ъгъла на атака
При малко по-голям ъгъл на атака силите на натиск, насочени нагоре, са по-големи от силата, насочена надолу, тяхната резултатна Yще лежи зад по-голямата сила (II), т.е. центърът на натиск ще бъде разположен в опашната част на профила. С по-нататъшно увеличаване на ъгъла на атака, местоположението на максималната разлика в налягането се приближава все по-близо до предния ръб на крилото, което естествено предизвиква движение CDпо хордата до предния ръб на крилото (III, IV).
Най-предна позиция CDпри критичен ъгъл на атака cr = 18° (V).
САМОЛЕТНА СИЛОВА УСТАНОВКА
ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ НА ЕЛЕКТРИЧЕСКАТА УСТАНОВКА И ОБЩА ИНФОРМАЦИЯ ЗА ВИТЛАТА
Електрическата централа е проектирана за създаване на силата на тягата, необходима за преодоляване на съпротивлението и осигуряване на движение напред на самолета.Теглителната сила се създава от инсталация, състояща се от двигател, задвижващо устройство (например витло) и системи, които осигуряват работата на задвижващата система ( горивна система, система за смазване, система за охлаждане и др.).
В момента в транспорта и военна авиацияТурбореактивните и турбовитловите двигатели са широко разпространени. В спортни, селскостопански и различни спомагателни авиационни цели все още се използват електроцентрали с бутални самолетни двигатели с вътрешно горене.
На самолетите Як-52 и Як-55 силовата установка се състои от бутален двигател M-14P и витло с променлива стъпка V530TA-D35. Двигателят M-14P се преобразува топлинна енергияизгаряне на гориво в енергия на въртене на витлото.
Витло - лопатков блок, въртян от вала на двигателя, създаващ тяга във въздуха, необходима за движението на самолета.
Работата на витлото се основава на същите принципи като крилото на самолета.
КЛАСИФИКАЦИЯ НА ВИТЛАТА
Винтовете се класифицират:по броя на лопатките - дву-, три-, четири- и многолопатни;
според материала на изработка - дървени, метални;
по посока на въртене (погледнато от пилотската кабина по посока на полета) - ляво и дясно въртене;
по местоположение спрямо двигателя - теглене, бутане;
според формата на остриетата - обикновени, саблевидни, лопатовидни;
по вид - фиксирана, неизменна и променлива стъпка.
Перката се състои от главина, лопатки и е закрепена към вала на двигателя с помощта на специална втулка (фиг. 61).
Витло с фиксирана стъпка има остриета, които не могат да се въртят около осите си. Ножовете и главината са направени като едно цяло.
Витло с фиксирана стъпка има остриета, които са монтирани на земята преди полет под произволен ъгъл спрямо равнината на въртене и са фиксирани. По време на полет ъгълът на монтаж не се променя.
Витло с променлива стъпка има лопатки, които по време на работа могат да се въртят около осите си чрез хидравлично или електрическо управление или автоматично и да се настройват под желания ъгъл спрямо равнината на въртене.
ориз. 61 Витло с две лопатки и фиксирана стъпка
ориз. 62 Витло V530TA D35
Според обхвата на ъглите на монтаж на лопатките витлата се разделят на:
конвенционалните, при които ъгълът на монтаж варира от 13 до 50 °, се монтират на леки самолети;
за ветропоказатели - ъгълът на монтаж варира от 0 до 90°;
на спирачни или реверсивни витла, имат променлив ъгъл на монтаж от -15 до +90 °, с такъв витло създават отрицателна тяга и намаляват дължината на полета на самолета.
За витлата се прилагат следните изисквания:
винтът трябва да е издръжлив и лек;
трябва да има тегловна, геометрична и аеродинамична симетрия;
трябва да развие необходимата тяга по време на различни еволюции в полета;
трябва да работи с най-висока ефективност.
Самолетите Як-52 и Як-55 са оборудвани с конвенционално греблообразно дървено двулопатно тракторно витло с ляво въртене, променлива стъпка с хидравлично управление V530TA-D35 (фиг. 62).
ГЕОМЕТРИЧНИ ХАРАКТЕРИСТИКИ НА ВИНТА
При въртене лопатките създават същите аеродинамични сили като крилото. Геометричните характеристики на витлото влияят върху неговата аеродинамика.Нека разгледаме геометричните характеристики на винта.
Форма на острието в план- най-често срещаните симетрични и саблевидни.
ориз. 63. Форми на витлото: a - профил на лопатките, b - форми на лопатките в план
ориз. 64 Диаметър, радиус, геометрична стъпка на витлото
ориз. 65 Развитие на спиралата
Участъците на работната част на острието са с крилчати профили. Профилът на острието се характеризира с хорда, относителна дебелина и относителна кривина.
За по-голяма здравина се използват остриета с променлива дебелина - постепенно удебеляване към корена. Хордите на секциите не лежат в една и съща равнина, тъй като острието е усукано. Ръбът на острието, който прорязва въздуха, се нарича преден ръб, а задният ръб се нарича заден ръб. Равнината, перпендикулярна на оста на въртене на винта, се нарича равнина на въртене на винта (фиг. 63).
Диаметър на винта е диаметърът на окръжността, описана от краищата на лопатките, когато витлото се върти. Диаметърът на съвременните витла варира от 2 до 5 m, а на витлото V530TA-D35 е 2,4 m.
Геометрична стъпка на витлото - това е разстоянието, което витлото, движещо се напред, трябва да измине за един пълен оборот, ако се движи във въздуха като в твърда среда (фиг. 64).
Ъгъл на лопатките на витлото - това е ъгълът на наклона на сечението на лопатката към равнината на въртене на витлото (фиг. 65).
За да определите каква е стъпката на витлото, представете си, че витлото се движи в цилиндър, чийто радиус r е равен на разстоянието от центъра на въртене на витлото до точка B на лопатката на витлото. Тогава напречното сечение на винта в тази точка ще опише спирална линия върху повърхността на цилиндъра. Нека разширим сечение от цилиндъра, равно на стъпката на винта H по права BV. Ще получите правоъгълник, в който спиралата се е превърнала в диагонал на този правоъгълник на Централната банка. Този диагонал е наклонен към равнината на въртене на винта BC под ъгъл . от правоъгълен триъгълникНамираме CVB, на какво е равна стъпката на витлото:
Колкото по-голям е ъгълът на монтаж на лопатките, толкова по-голяма е стъпката на витлото. . Витлата се делят на витла с постоянна стъпка по дължината на лопатката (всички секции имат еднаква стъпка) и променлива стъпка (секциите имат различна стъпка).
Витлото V530TA-D35 има променлива стъпка по дължината на лопатката, тъй като това е полезно от аеродинамична гледна точка. Всички секции на лопатката на витлото се приближават към въздушния поток под същия ъгъл на атака.
Ако всички секции на лопатката на витлото имат различна стъпка, тогава общата стъпка на витлото се счита за стъпка на секцията, разположена на разстояние от центъра на въртене, равно на 0,75R, където R е радиусът на витлото. Тази стъпка се нарича номинален, и ъгъла на монтаж на тази секция- номинален ъгъл на монтаж .
Геометричната стъпка на витлото се различава от напредването на витлото по степента на приплъзване на витлото в въздушна среда(виж Фиг. 64).
Витлова походка - това е действителното разстояние, което движещо се напред витло се движи във въздуха заедно с самолета за един пълен оборот. Ако скоростта на въздухоплавателното средство е изразена в km/h и броят на оборотите на витлото в секунда, тогава походката на витлото Н пможе да се намери с помощта на формулата
Стъпката на витлото е малко по-малка от геометричната стъпка на витлото. Това се обяснява с факта, че винтът сякаш се плъзга във въздуха при въртене поради ниската си плътност спрямо твърдата среда.
Разликата между стойността на геометричната стъпка и походката на витлото се нарича винтово плъзгане и се определя по формулата
С= з- з п . (3.3)
Нека има фигура с произволна форма с площ co в равнината Ол , наклонена към хоризонта под ъгъл α (фиг. 3.17).
За удобство при извеждането на формулата за силата на налягането на течността върху разглежданата фигура, нека завъртим равнината на стената на 90 ° около оста 01 и го комбинирайте с чертожната равнина. Нека подчертаем разглежданата плоска фигура в дълбочина ч от свободната повърхност на течността до елементарна площ d ω . Тогава елементарната сила, действаща върху площта d ω , ще
ориз. 3.17.
Интегрирайки последното съотношение, получаваме общата сила на налягането на течността върху плоска фигура
Имайки предвид това, получаваме
Последният интеграл е равен на статичния момент на платформата c спрямо оста о тези.
Къде л СЪС – разстояние от оста о към центъра на тежестта на фигурата. Тогава
От тогава
тези. общата сила на натиск върху плоска фигура е равна на произведението от площта на фигурата и хидростатичното налягане в нейния център на тежестта.
Точката на прилагане на общата сила на натиск (точка d , вижте фиг. 3.17) се нарича център на натиск. Центърът на натиск е под центъра на тежестта на плоска фигура с известно количество д. Последователността за определяне на координатите на центъра на налягането и стойността на ексцентрицитета е посочена в параграф 3.13.
В специалния случай на вертикална правоъгълна стена получаваме (фиг. 3.18)
ориз. 3.18.
В случай на хоризонтална правоъгълна стена ще имаме
Хидростатичен парадокс
Формулата за силата на натиск върху хоризонтална стена (3.31) показва, че общото налягане върху плоска фигура се определя само от дълбочината на потапяне на центъра на тежестта и площта на самата фигура, но не зависи върху формата на съда, в който се намира течността. Следователно, ако вземем няколко съда, различни по форма, но с еднаква площ на дъното ω g и равни нива на течности з , тогава във всички тези съдове общото налягане на дъното ще бъде еднакво (фиг. 3.19). Хидростатичното налягане в този случай се причинява от гравитацията, но теглото на течността в съдовете е различно.
ориз. 3.19.
Възниква въпросът: как различните тежести могат да създадат еднакъв натиск върху дъното? Това привидно противоречие се нарича хидростатичен парадокс. Разкритието на парадокса се крие във факта, че силата на теглото на течността всъщност действа не само върху дъното, но и върху други стени на съда.
В случай на разширяване на съд нагоре е очевидно, че теглото на течността е по-голямо от силата, действаща на дъното. В този случай обаче част от силата на тежестта действа върху наклонените стени. Тази част е теглото на тялото под налягане.
В случай на съд, стесняващ се към върха, достатъчно е да запомните, че теглото на тялото на натиск Ж в този случай той е отрицателен и действа нагоре върху съда.
Център на налягане и определяне на неговите координати
Точката на приложение на общата сила на натиск се нарича център на натиск. Да определим координатите на центъра на натиска л d и г d (фиг. 3.20). Както е известно от теоретичната механика, в равновесие моментът на резултантната сила F спрямо определена ос е равен на сумата от моментите на съставните сили dF около същата ос.
ориз. 3.20.
Нека съставим уравнение за моментите на сила F и dF спрямо оста О:
правомощия Е И dF определят по формули
Център на натиск точката, в която е линията на действие на резултантните сили на натиск, приложени към тяло в покой или в движение среда(течност, газ), се пресича с някаква равнина, начертана в тялото. Например за крило на самолет ( ориз.
) C. d се определя като точката на пресичане на линията на действие на аеродинамичната сила с равнината на хордите на крилата; за тяло на въртене (тяло на ракета, дирижабъл, мина и др.) - като пресечна точка на аеродинамичната сила с равнината на симетрия на тялото, перпендикулярна на равнината, минаваща през оста на симетрия и вектор на скоростта на центъра на тежестта на тялото. Положението на центъра на движение зависи от формата на тялото, а за движещо се тяло може да зависи и от посоката на движение и от свойствата на околната среда (нейната свиваемост). По този начин, на крилото на самолета, в зависимост от формата на неговия профил, позицията на централното налягане може да се промени с промяна на ъгъла на атака α или може да остане непроменена („профил с постоянно централно налягане“); в последния случай ≈ 0,25x cd (ориз.
b ). При движение със свръхзвукова скорост налягането се измества значително към опашката поради влиянието на свиваемостта на въздуха. Промяната на позицията на централното движение на движещи се обекти (самолет, ракета, мина и др.) значително влияе върху стабилността на тяхното движение. За да бъде тяхното движение стабилно в случай на произволна промяна на ъгъла на атака a, центърът на движение трябва да се измести така, че моментът на аеродинамичната сила спрямо центъра на тежестта да накара обекта да се върне къмначална позиция (например, с увеличаване на a, централното налягане трябва да се измести към опашката). За да се осигури стабилност, обектът често е оборудван с подходяща опашка.Лит.: Loytsyansky L.G., Механика на течността и газа, 3-то издание, М., 1970; Голубев В.В., Лекции по теория на крилата, М. - Л., 1949 г.
Положение на центъра на натиск на потока върху крилото: b - хорда; α - ъгъл на атака; ν - вектор на скоростта на потока; x dc е разстоянието на центъра на натиска от носа на тялото.. 1969-1978 .
Велика съветска енциклопедия. - М.: Съветска енциклопедия
Вижте какво е „Център на натиск“ в други речници:
Това е точката на тялото, в която се пресичат линията на действие на резултантните сили на натиск върху тялото на околната среда и определена равнина, начертана в тялото. Положението на тази точка зависи от формата на тялото, а за движещо се тяло и от свойствата на заобикалящата го... ... Wikipedia Точката, в която линията на действие на резултата от силите на налягането на околната среда, приложени към неподвижно или движещо се тяло (течност, газ), се пресича с определена равнина, начертана в тялото. Например, за крило на самолет (фиг.) се определя... ...
Условната точка на приложение на резултантните аеродинамични сили, действащи по време на полет върху самолет, снаряд и т.н. Позицията на центъра на налягането зависи главно от посоката и скоростта на приближаващия въздушен поток, както и от външния ... ... Морски речник
В хидроаеромеханиката, точката на приложение на резултантните сили, действащи върху тяло, движещо се или в покой в течност или газ. * * * ЦЕНТЪР НА НАЛЯГАНЕ ЦЕНТЪР НА НАЛЯГАНЕ, в хидроаеромеханиката, точката на приложение на резултантните сили, действащи върху тялото... ... Енциклопедичен речник
център на натиск- Точката, в която се прилага резултантната на силите на натиск, действащи от течност или газ върху тяло, което се движи или е в покой в тях. Темите за машиностроенето като цяло...
Ръководство за технически преводач В хидроаеромеханиката, точката на приложение на произтичащите сили, действащи върху тяло, движещо се или в покой в течност или газ...
Голям енциклопедичен речник Точката на приложение на резултантните аеродинамични сили. Концепцията за въздушно налягане е приложима за аеродинамичния профил, крилото и самолета. В случай на плоска система, когато страничната сила (Z), напречната (Mx) и движещата (My) моменти могат да бъдат пренебрегнати (вижте Аеродинамични сили и ... ...
център на натискЕнциклопедия на техниката
център на натиск- slėgimo centras statusas T sritis automatika atitikmenys: англ. център на налягане vok. Angriffsmittelpunkt, m; Druckmittelpunkt, m; Друкпункт, м рус. център на натиск, m пранц. center de poussée, m … Automatikos terminų žodynas
център на натиск - slėgio centras statusas T sritis fizika atitikmenys: англ. център на налягане vok. Druckmittelpunkt, м рус. център на натиск, m пранц. center de pression, m … Fizikos terminų žodynas
център на натискЕнциклопедия "Авиация" - slėgio centras statusas T sritis fizika atitikmenys: англ. център на налягане vok. Druckmittelpunkt, м рус. център на натиск, m пранц. center de pression, m … Fizikos terminų žodynas
- център на налягане, точка на прилагане на резултантните аеродинамични сили. Концепцията за въздушно налягане е приложима за аеродинамичния профил, крилото и самолета. В случай на плоска система, когато страничната сила (Z), напречната (Mx) и ходът (My) могат да бъдат пренебрегнати... ...
- Книги
Историци на желязната епоха, Гордън Александър Владимирович. Книгата разглежда приноса на учените от съветската епоха за развитието на историческата наука. Авторът се стреми да възстанови връзката между времената. Той смята, че историята на историците не заслужава... център на натиск.
Голям практически интерес представлява местоположението на точката на приложение на силата на общото хидростатично налягане. Тази точка се нарича Е 0 =В съответствие с основното уравнение на хидростатиката силата на натиск 0 · ω , действащ върху повърхността на течността, се разпределя равномерно по цялата площадка, в резултат на което точката на приложение на общата сила на повърхностния натиск съвпада с центъра на тежестта на площадката. Мястото на прилагане на общата сила на свръххидростатичното налягане, неравномерно разпределено по площта, няма да съвпада с центъра на тежестта на обекта.
При r 0 =r atmпозицията на центъра на натиск зависи само от големината на силата на свръхналягане, следователно позицията (ординатата) на центъра на натиск ще бъде определена, като се вземе предвид само тази сила. За да направим това, използваме теоремата за моментите: моментът на резултантната сила спрямо произволна ос е равен на сумата от моментите на нейните съставни сили спрямо същата ос. Нека вземем линията на ръба на течността като ос на момента ОХ(Фигура 1.14).
Нека създадем уравнение на равновесие за момента на резултантната сила Еи моменти на силовите компоненти dF, т.е. M r = M ss:
M r = F y cd; dM cc=dF·y. (1.45)
Във формули (1.45)
където е инерционният момент на платформата спрямо оста X.
Тогава моментът на съставните сили
M ss =γгрях α·I x.
Приравняване на стойностите на моментите на силите М рИ М сс, получаваме
,
Инерционен момент Ixможе да се определи по формулата
аз х = аз 0 +ω· , (1.49)
Къде аз 0 е инерционният момент на намокрената фигура, изчислен спрямо оста, минаваща през нейния център на тежестта.
Заместване на стойността аз хвъв формула (1.48) получаваме
. (1.50)
Следователно центърът на свръххидростатичното налягане се намира под центъра на тежестта на разглеждания обект с определена стойност.
Нека обясним използването на получените по-горе зависимости, използвайки следния пример. Нека плоска правоъгълна вертикална стена с височина чи ширина x cdдейства течност, чиято дълбочина пред стената е равна на ч.
Нека заменим разпределеното натоварване, действащо върху наклонената стена, с концентрирано. За да направите това, намерете позицията на точката върху наклонената стена г, при което се прилага резултантната сила на натиск. Точката, в която се прилага тази сила, се нарича център на натиск. Както вече беше обсъдено няколко пъти, налягането, действащо във всяка точка, в съответствие с основното уравнение на хидростатиката, се състои от две части: външно налягане P0, предавано еднакво във всички точки на течността, и налягането на колоната на течността П, определена от дълбочината на потапяне на тази точка.
За да намерим центъра на излишното налягане на течността, прилагаме уравнението на механиката, според което моментът на резултантната сила спрямо оста 0Xравна на сумата от моментите на компонентните сили, т.е.
Къде YD - координата на точката на прилагане на силата Физб,
Y– текуща дълбочина.
Замяна в този израз ФизбИ YDинтеграл, в съответствие със споменатото уравнение на механиката, ще имаме:
Оттук изразяваме YDв същото време 
Интегралът в числителя на дробта е статичният инерционен момент на площта Сспрямо оста 0Xи обикновено се обозначава Jx
От теоретичната механика е известно, че статичният момент на дадена област спрямо оста на въртене е равен на сумата от нейния собствен инерционен момент (инерционният момент на тази област спрямо ос, минаваща през нейния център на тежестта и успоредна към първата ос) и произведението на тази площ от квадрата на разстоянието от оста на въртене до нейния център на тежестта
.
Като се има предвид последното определение YDнакрая може да се изрази като:
.
Така разликата в позициите Y(дълбочини) на центъра на тежестта на обекта (т.е. В) и център на налягане (т.е. г) е
В резултат на това могат да се направят следните изводи. Ако външното налягане действа върху стената от двете страни, тогава намерената точка гще бъде център на натиск. Ако външното налягане от страната на течността е по-високо от налягането от противоположната страна (например атмосферно), тогава центърът на налягането се намира според правилата на механиката като точка на прилагане на резултата от две сили. : силата, създадена от външното налягане и силата, създадена от теглото на течността. В този случай, колкото по-голямо е външното налягане, толкова по-близо е центърът на налягането до центъра на тежестта.
В хидравлично задвижване технологично оборудваневъншното налягане е десетки и стотици пъти по-високо от налягането, причинено от височината на течния стълб. Следователно при изчисленията на хидравличните машини и апарати се приема, че положението на центровете на налягане съвпада с центровете на тежестта.
Графично представянеслужат промените в хидростатичното налягане по плоска стена диаграми на налягането(ориз.). Площта на диаграмата изразява силата на натиск, а центърът на тежестта на диаграмата е точката, през която преминава резултантната сила на натиск.
При конструирането на диаграми се взема предвид, че налягането е насочено нормално към стената и уравнението Р= Ро + йх,характеризиращ разпределението на хидростатичното налягане в дълбочина е уравнение на права линия.
За да изградите диаграми на налягането върху вертикална стена, начертайте налягането в избрана скала в хоризонтална посока, съвпадаща с посоката на силите на налягане (на повърхността на течността и на дъното), като свържете краищата на тези сегменти с права линия.
ориз. Примери за конструиране на диаграми на натиск върху стената:
Диаграмата на абсолютното хидростатично налягане е трапец, а диаграмата на свръхналягане е триъгълник (фиг. а).
Ако плоската стена, върху която действа течността, е наклонена спрямо хоризонталата под ъгъл а (фиг. б),тогава основното уравнение на хидростатиката приема следната форма:
По този начин диаграмите на абсолютното и излишното хидростатично налягане върху наклонена стена представляват съответно наклонен трапец и наклонен триъгълник.
Ако плоска стена, която е изложена на течност от двете страни, е вертикална, тогава върху нея ще действат паралелни и противоположно насочени сили на хидростатично налягане. Диаграмата на хидростатичното налягане върху вертикална стена е вертикален трапец.
Диаграмата на хидростатичното налягане върху хоризонталното дъно на резервоара е правоъгълна, тъй като при постоянна дълбочина излишното налягане на дъното е постоянно.
Закон за свързващите се съдове- един от законите на хидростатиката, който гласи, че в съобщаващите се съдове нивата на хомогенни течности, считано от точката, която е най-близо до повърхността на земята, са равни.